Revolutionen integrerer bashøjttaler og kabinetprincip /2

Q113 Revolution skal udgøre en frisk nytænkning af kompakthøjttaleren til HiFi-brug. Derfor går den ud til kanten og tager nogle udfordrende løsninger i anvendelse. Der er ingen tvivl om, at dette er klassens urolige dreng, der får erfarne ingeniører til at indrømme, at deres viden ikke rækker helt til målstregen.

Passive enheder. De har ingen magnet, intet motorsystem og de tilføres ikke strøm, for de drives af de trykforandringer, som den aktive bashøjttaler skaber i luftmassen inde i kabinettet. Formålet er dybere bas.

Det er sjovt at se tilbage på årsagerne til, at Q113 Revolution er landet, hvor den er. I udgangspunktet er den tænkt som en højttaler, der skal turde at gå andre veje end de sædvanlige. Ikke nødvendigvis, fordi der er noget galt med gode og velafprøvede løsninger. Slet ikke. De beviser jo netop deres overlevelseskraft og relevans ved ganske enkelt at eksistere. Det er nu også spændende at søge ny viden, men hvad kan være kilden til nye ressourcer? Det er Højttaler Q113 i sig selv et eksempel på.

En del af revolutionen er lige her!

En stor del af årsagen til, at Q113 Revolution er kommet til sit nuværende udviklingsniveau, befinder sig lige for øjnene af dig. Internettet og i særdeleshed læserne og ingeniørerne på ing.dk. Det er i al beskedenhed en form for revolution, at den samtale der finder sted her, kan være med til at forme et produkt, og på samme tid sende os alle videre med nye erfaringer og idéer i bagagen. Hør engang, hvordan vi er kommet hertil.

Det begyndte som en almindelig kompakthøjttaler

Altså en kompakthøjttaler, som jeg havde fundet en ganske ualmindelig 15 cm bashøjttaler fra Scan Speak til. Det blev der en konstruktiv snak ud af, med mange guldkorn. Forventningen var, at den ualmindelige bashøjttaler skulle sidde i et 8-10 liters kabinet, for det var selve meningen med projektet, men allerede efter et blogindlæg gjorde kompetente læsere opmærksom på, at det nok slet ikke var muligt.

Beregninger kørte projektet i grøften .... første gang

Projektet tog derfor en runde omkring beregningen af basreflekskabinetter, hvor engagerede læsere kunne lave deres egne beregninger og fortælle om deres iagttagelser. Herefter stod det klart, at Q113 Revolution ikke kunne realiseres som en lille basreflekshøjttaler, for selve den indvendige port ville blive alt for lang, hvis systemet skulle virke. Faktisk så lang, at der ikke ville være plads til den i et 8-10 liters kabinet! Dermed var projektet helt officielt i grøften.

Prøvekabinetter. Finish og design er ikke vigtige på dette tidspunkt, hvor prøvekabinetternes levetid måske er kort.

Op på hesten igen med passive enheder

Nu er det heldigvis sådan, at en højttaler ikke behøver at være konstrueret efter basrefleksprincippet, bare fordi langt de fleste andre højttalere er det. Det fortalte jeg om med en vis lettelse i dette indlæg. Faktisk, er det blevet mere udbredt at anvende passive enheder, når man vil have dyb bas ud af en lille højttaler. Det er godt nok indenfor aktive subwoofere, at man ser denne udvikling, men det så jeg på daværende tidspunkt ikke som nogen særlig udfordring. Jeg var mere bekymret for projektet i sin helhed.

Funktionaliteten helt i skoven

En lille højttaler med tre bashøjttalere - heraf to passive - gav mig et par vågne nætter, for det virkede ærligt talt en smule skørt, at forestille sig hvordan højttaleren skulle se ud i virkelige verden. Det har i forvejen undret mig, at nogle kan finde på at anskaffe sig små højttalere, for at anbringe dem i bogreolen, hvor de lyder dårligt. Det gav næring til tanken om at gå andre veje. Den kompakte HiFi højttaler lyder bedst, placeret på en stander, men hvorfor så ikke købe en gulvhøjttaler? Eller hvad med at hænge højttaleren på væggen i ørehøjde? Derudover er en højttaler, der hedder "Revolution" næsten forpligtet til at udgøre et alternativ til det almindelige, på den ene eller anden måde. Og der var tilmed brug for en løsning med placeringen af de passive enheder. En hjælpsom ingeniør hjalp med nogle illustrationer og vi stemte om Q113 Revolution skulle være en væghøjttaler eller gulvhøjttaler.

Hovedpinen fortsatte desværre

Ret overraskende vandt væghøjttaleren afstemningen og Q113 Revolution er sidenhen blevet videreudviklet som en væghøjttaler, dog med en sideløbende Plan B. Der er nemlig det overraskende i afstemningsresultatet, at der ikke rigtig findes High End væghøjttalere på markedet. Hvorfor stemte læserne, som de gjorde? Skyldes det, at audiobranchen har glemt at spørge forbrugerne om hvilke højttalere, de kunne tænke sig? Eller er det ikke muligt at skabe rigtig god lyd fra en væghøjttaler? Det har ingen kunnet svare på og derfor har jeg valgt, at udvikle en Q113 Revolution gulvhøjttaler parallelt med væghøjttaleren, hvis den skulle havne i grøften for altid.

Prøvekabinetter bygget. En hjælpsom og entusiastisk læser har bygget prøvekabinetter til Q113, så der snart kan laves nogle rigtige målinger.

Her slipper ingeniørernes viden op

Det passive princip er valgt, fordi vi er nødt til det og gerne vil udfordre konventionerne. Relativt dyb basgengivelse fra et lille kabinet hænger sammen med anvendelsen af passive membraner, for der er ikke plads til et basrefleksrør. Sådan er det, men det er også her ingeniørernes viden slipper op. På computeren kan vi simulere bashøjttalerens respons i kabinettet. Vi kan simulere dens membranudsving ved lave frekvenser og derpå indsætte en virtuel passiv membran, men en given vægt, areal, eftergivenhed og mekanisk Q, der alt sammen udstrækker højttalerens formåen i den dybe bas, og vi kan få nogle nøjagtige specifikationer ud af det. Vi kan give disse specifikationer til Scan Speak og bede dem om at bygge nogle passive højttalerenheder til os. Udfordringen består i at bygge en passiv enhed med det mekaniske Q, som vi efterspørger. Det kan man ikke, uden videre! Vægt, areal og eftergivenhed kan beskrives, men det vigtige mekaniske Q, der beskriver den passive membrans villighed til at stoppe efter endt udsving, kan Scan Speak ikke bare tage ned fra en hylde. Vi må simpelthen prøve os frem.

Ingeniørerne har integreret bashøjttaler og kabinetprincip

Ingeniørerne har skræddersyet bashøjttaleren, så den aflastes mest muligt af de to passive enheder. Jo dybere frekvenser højttaleren skal gengive, desto mere udføres arbejdet af de to passive enheder. Man kan faktisk sige, at bashøjttaleren, kabinettets luftmasse og de to passive enheder indgår i en symbiose, hvor delene er skabt til hinanden. Vi har valgt at bruge to passive enheder, for at sikre at membranerne bevæger sig indenfor deres mest tabsfri område, hvilket naturligvis er en fordel, men det åbner for endnu en udfordring. Vi ved nemlig ikke, hvor effektivt bashøjtaleren vil drive de to passive enheder.

Placering af passive enheder. De to passive enheder skal sidde henholdsvis øverst og næsten nederst i kabinettet. Se pile.

Hvor sidder de passive enheder bedst?

Helt ærligt, vi er ikke sikre. Det er næsten klart, at de to passive enheder skal befinde sig i umiddelbar nærhed af den bashøjttaler, der skal drive dem. Så langt, så godt. Derfra kan man argumentere for, at der kunne sidde en passiv enhed på hver side af kabinettet. Det kunne være en god idé, men det medfører uheldig ekstra dybde på en væghøjttaler, der skal forsøge at være flad, så den mulighed vil jeg gå udenom i første omgang. Desuden kan man måske risikere, at der vil blive udstrålet mellemtone fra basmembranens bagside og ud gennem de passive membraner, men det vides ikke. De passive enheder ville utvivlsomt sidde godt på kabinettets bagside, uden andre ulemper, end at det er her væggen skal befinde sig. Det efterlader højttalerens forside, som det mest rimelige sted at sætte de passive enheder.

Her er der dog mindst tre udfordringer:
1. Bashøjttaleren skal ikke sidde lige i midten af kabinettet på den høje led, for det risikerer at give uløselige problemer med stående bølger inde i kabinettet.
2. De to passive enheder bør (sandsynligvis) sidde i samme afstand fra bashøjttaleren, for at blive drevet på samme måde af trykforandringerne af luften inde i kabinettet. Ingen ved det med sikkerhed.
3. Diskanthøjttaleren skal sidde tæt på bashøjttaleren af hensyn til sammenhængen i lydbilledet, så der kan ikke også sidde en passiv enhed her.
Den slags uvisheder holder sikkert de fleste langt væk fra at bygge sådan en højttaler og jeg må indrømme, at jeg sjældent har hørt erfarne ingeniører indrømme, at de ikke føler sig på hjemmebane i stoffet. Vi har simuleret alle mulige komplicerede forhold ved hjælp af industriens bedste software, men her giver udstyret simpelthen op. Vi kan ikke få mere at vide.

Viden fra alle retninger

Højttaler Q113 Revolution er indtil videre historien om en ambition, der er blevet skubbet og puffet frem i et sindrigt virvar personligheder, kompetencer, meninger, hårde facts, uforudsigelighed og hjælpsomhed. Derfor er den havnet her. Ude på en kant, hvor der ikke rigtig er noget at regne på længere. Der skal laves nogle målinger på en rigtig højttaler, før vi kan orientere os igen. Det er virkelig spændende.